Dimetilsulfoksīds
Dimetilsulfoksīds (DMSO) ir organisks savienojums, kas pieder pie sulfoksīdiem. Tas ir bezkrāsains, mazliet viskozs šķidrums ar specifisku saldenu garšu. Pilnīgi tīrā veidā praktiski bez smaržas, bet neattīrīts dimetilsulfoksīds ož pēc dimetilsulfīda. Ar ūdeni un etanolu jaucas jebkurās attiecībās; jaucas arī ar daudziem citiem šķīdinātājiem. Samērā higroskopisks. DMSO pieder pie polārajiem aprotonajiem šķīdinātājiem ar augstu viršanas temperatūru. Tajā viegli šķīst kā organiskas vielas, tā arī daudzi neorganiskie sāļi. Plaši tiek izmantots ķīmijā un medicīnā.
| Dimetilsulfoksīds | |
|---|---|
 Dimetilsulfoksīda struktūrformula  Dimetilsulfoksīda molekulas modelis  Dimetilsulfoksīda paraugs | |
| Citi nosaukumi | DMSO, metilsulfinilmetāns |
| CAS numurs | 67-68-5 |
| Ķīmiskā formula | С2Н6OS |
| Molmasa | 78,13 g/mol |
| Blīvums | 1100,4 kg/m3 |
| Kušanas temperatūra | 18,5 °C |
| Viršanas temperatūra | 189 °C (sadalās) |
| Šķīdība ūdenī | jaucas jebkurās attiecībās |
Vēsture
labot šo sadaļuPirmo reizi sintezējis krievu ķīmiķis Aleksandrs Zaicevs 1866. gadā, oksidējot dimetilsulfīdu ar slāpekļskābi.[1] Šī savienojuma sīkāka izpēte sākās tikai 1958. gadā, pēc tā unikālo šķīdināšanas spēju atklāšanas. 1960. gadā DMSO sāka ražot rūpnieciski.
Iegūšana
labot šo sadaļuGalvenā dimetilsulfoksīda iegūšanas metode ir dimetilsulfīda oksidēšana. Rūpniecībā parasti tam izmanto slāpekļskābi. DMSO ir arī celulozes un papīra rūpniecības blakusprodukts. Pasaulē ik gadus ražo desmitiem tūkstošu tonnu dimetilsulfoksīda.
Laboratorijas apstākļos DMSO ērtāk iegūt, selektīvi oksidējot dimetilsulfīdu ar kālija perjodātu sistēmā organisks šķīdinātājs—ūdens. Tomēr parasti laboratorijā DMSO iegūt nav praktiski, jo strādāt ar dimetilsulfīdu ir neparocīgi, turklāt DMSO ir lēts, pieejams šķīdinātājs.
Lai DMSO attīrītu no dimetilsulfīda, sulfonu un ūdens piejaukumiem, to glabā 12 stundas virs bārija oksīda, nātrija hidroksīda vai aktivēta alumīnija oksīda, pēc tam destilē vakuumā.
Īpašības
labot šo sadaļuSajaucot ar ūdeni, maisījums samērā stipri sasilst.
Reaģē ar metiljodīdu, veidojot sulfoksonija jona atvasinājumu (trimetilsulfoksonija jodīdu [(CH3)3SO]I), kas savukārt spēj iedarboties ar nātrija hidrīdu, veidojot īpatnēju savienojumu — sēra ilīdu:
- (CH3)2SO + CH3I → [(CH3)3SO]I
- [(CH3)3SO]I + NaH → (CH3)2S(CH2)O + NaI + H2
Dimetilsulfoksīda aciditāte ir ļoti neliela, tādēļ DMSO lieto par šķīdinātāju citu organisku vielu skābo un bāzisko īpašību noteikšanai. Tikai tādas stipras bāzes kā nātrija hidrīds vai litija diizopropilamīds spēj atraut protonu no DMSO molekulas.
Dimetilsulfoksīds var būt ligands kompleksajos savienojumos.
DMSO ir samērā maztoksiska viela (nāvējošā deva apmēram divreiz lielāka, nekā etanolam) , taču tīrā veidā var radīt ādas kairinājumu.[2] DMSO veicina citu indīgu vielu uzsūkšanos caur ādu.
Izmantošana
labot šo sadaļuDimetilsulfoksīds ir ļoti svarīgs bipolārais aprotonais šķīdinātājs. Tas ir daudz mazāk toksisks, kā citi šāda veida šķīdinātāji (dimetilformamīds, dimetilacetamīds, N-metil-2-pirolidons). Pateicoties savām šķīdināšanas spējām, DMSO bieži lieto par šķīdinātāju ķīmiskās reakcijās ar neorganisku sāļu līdzdalību, piemēram, nukleofilās aizvietošanas reakcijās, jo DMSO labi solvatē katjonus, bet nesolvatē nukleofilos anjonus.[3] Tā kā DMSO viršanas temperatūra ir augsta, tas iztvaiko ļoti lēni un ir ērts šķīdinātājs reakciju veikšanai paaugstinātā temperatūrā. Zemās temperatūrās dimetilsulfoksīda lietošana ir ierobežota, jo tas viegli sasalst. Bieži pēc reakcijas beigām izreaģējušo maisījumu atšķaida ar ūdeni, lai nogulsnētu organiskās vielas.
Organiskajā sintēzē lieto par maigu oksidētāju,[4] piemēram, Ficnera—Mofata oksidēšanā (Pfitzner–Moffatt oxidation) vai Sverna oksidēšanā (Swern oxidation).[5]
Pilnīgi deiterēts DMSO, kam visi ūdeņraža atomi aizvietoti ar deitēriju, tiek lietots par šķīdinātāju kodolu magnētiskās rezonanses spektroskopijā. DMSO lieto arī mikroelektronikas rūpniecībā.[6]
Dimetilsulfoksīds ir efektīvs līdzeklis krāsas traipu iztīrīšanai; tas ir mazāk bīstams, nekā benzīns vai dihlormetāns. DMSO, tāpat kā nitrometāns, pieder pie retajiem šķīdinātājiem, ar ko iespējams notīrīt nesen sacietējušu ciānakrilāta "superlīmi", kā arī vēl nesacietējušas montāžas putas. DMSO šķīdina tikai pašu virsējo superlīmes kārtiņu, tādēļ tīrāmo virsmu jāberž ilgstoši, lietojot dimetilsulfoksīdā samērcētu lupatiņu un gumijas cimdus.
Bioloģijā DMSO lieto polimerāzes ķēdes reakcijas veikšanai, lai novērstu DNS pavedienu sapārošanos. Dimetilsulfoksīdu izmanto arī kā krioprotektoru, lai novērstu šūnu bojājumus, tās sasaldējot. 10% DMSO šķīdumu var lietot šūnu uzglabāšanai šķidra slāpekļa temperatūrā.
Medicīnā dimetilsulfoksīda (Dimethylis sulfoxidum) ūdens šķīdumu vai gelu lieto ārīgi kā pretiekaisuma un pretsāpju līdzekli. DMSO ietilpst arī ziežu sastāvā, lai atvieglotu aktīvo vielu uzsūkšanos caur ādu.
Dimetilsulfoksīdu iespējams izmantot kā ķīmisko ieroču komponentu, jo tas atvieglo indīgo kaujas vielu nokļūšanu organismā.
Atsauces
labot šo sadaļu| Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: dimetilsulfoksīds |
- ↑ A. Saytzeff (1867) "Ueber die Einwirkung von Saltpetersäure auf Schwefelmethyl und Schwefeläthyl" Annalen der Chemie und Pharmacie, 144: 148–156.
- ↑ Experimental Dermatology 1997 Aug;6(4):157-60.
- ↑ Ojārs Neilands. Organiskā ķīmija. Rīga : Zvaigzne, 1977, 344. lpp.
- ↑ "Dimethyl Sulfoxide Oxidations". Chemical Reviews 67 (3): 247–260. March 1967. doi:10.1021/cr60247a001.
- ↑ Tidwell TT. (1990). "Oxidation of Alcohols by Activated Dimethyl Sulfoxide and Related Reactions: An Update". Synthesis 1990 (10): 857–870. doi:10.1055/s-1990-27036.
- ↑ Kvakovszky, G.; McKim, A.S.; Moore, J. «A Review of Microelectronic Manufacturing Applications Using DMSO-Based Chemistries» ECS Transactions, 11, (2) 227—234 (2007).